变压器保护原理与iPCAS5941保护装置介绍ppt课件

1、简简 介介 2019年8月 公司获得了ISO9001:2000质量认证体系认证证书。 2019年通过了CMMI 3级认证 简简 介介 国家规划布局内重点软件企业国家电力自动化产业基地骨干企业国家级火炬计划高新技术企业国家计算机信息系统集成一级资质国家信息安全服务资质企业安全工程类一级）AAA 级信用企业江苏省高科技企业CISCO公司金牌认证合作伙伴博士后科研工作站 变电站自动化系统iPACS5000,包含程序化操作功能,适用于110KV500KV的变电站. ePACS5000调度自动化系统,适用于地调以及网省调系统. 220KV光纤纵差成套保护,支持IEC61850 220KV变压器成套保护,

2、支持IEC61850 110KV高压线路成套保护,支持IEC61850 全系列低压保护测控装置,支持IEC61850简简 介介简简 介介2019-2019 年中国软件产业最大规模前100家企业2019年江苏省软件企业业务收入前十强2019年江苏省软件企业纳税前十强国家电力公司电力科学技术进步奖三等奖华东电力集团公司电力科学技术进步二等奖江苏省优秀软件产品奖金慧奖)江苏省科技进步三等奖江苏省电力公司科技进步二等奖江苏省电力公司科技进步三等奖iPACS-5941iPACS-5941 变压器成套保护装置变压器成套保护装置金智科技金智科技iPACS-5941iPACS-5941变压器成套保护装置变压器

3、成套保护装置 概述概述 总体方案与关键技术总体方案与关键技术 试验与运行试验与运行变压器简介变压器简介根据用途分类：根据用途分类：A电力变压器电力变压器(降压变降压变/升压变升压变/配电变配电变/联络联络变变)B电炉变压器电炉变压器( 二次电压低，电流大二次电压低，电流大 ) C整流变压器整流变压器(工作电流波形为不规则的非工作电流波形为不规则的非正弦波正弦波)D工频试验变压器工频试验变压器E电抗器电抗器F调压器调压器G矿用变压器矿用变压器H其它特种变压器其它特种变压器(电磁式电磁式PT、CT)变压器简介变压器简介电力变压器的性能参数：电力变压器的性能参数：A额定容量包括各侧容量额定容量包括各

4、侧容量B相数单相数单相或三相）相或三相）C频率频率 D额定电压额定电压E绕组接线方式和联结组绕组接线方式和联结组 F变压器冷变压器冷却方式却方式G绝缘水平绝缘水平 H负载特点负载特点I安装特点户内安装特点户内/户外）户外） J短路阻抗短路阻抗K负载损耗负载损耗基本损耗直流电阻和附基本损耗直流电阻和附加损耗涡流和漏磁）加损耗涡流和漏磁）L空载损耗空载损耗M空载电流空载电流变压器简介变压器简介变压器的数学模型电路：变压器的数学模型电路：A两卷单相变压器数学模型电路两卷单相变压器数学模型电路U1 R1L1L2R2U2i1i2idM变压器简介变压器简介变压器的数学模型电路：变压器的数学模型电路：B三相

5、变压器绕组联结方式三相变压器绕组联结方式A B CA1 B1 C1Y接线接线Z接线A2 B2 C2A B C变压器简介变压器简介变压器的数学模型电路：变压器的数学模型电路：自耦变压器自耦变压器概概 述述电力变压器保护：电量保护差动保护相间保护接地保护非电量保护瓦斯保护概概 述述电力变压器是电力系统中重要的电器设备，它的安全运行，直接关系到电力系统能否连续稳定地工作，其故障会给供电的可靠性和系统的正常运行带来严重后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件和装置。概概 述述电力变压器主保护：电量保护差动保护非电量保护瓦斯保护针对

6、国内外变压器保护系统发展现状及存在的问题，对变压器保护原理的几个关键问题(包括励磁涌流、TA饱和等)需要进行研究和改进。为了满足变压器保护装置的快速性和可靠性的要求，和目前主变保护要求双套配置，逐渐完全过渡到主备一体化的趋势，金智科技股份有限公基于全新研发的iPACS-59xx系列高压保护的硬件平台进行iPACS-5941变压器成套保护装置研究和开发。概概 述述概概 述述 应用范围应用范围:iPACS-5941变压器成套保护装置适用变压器成套保护装置适用于于220kV及以下电压等级需要提供双套主及以下电压等级需要提供双套主保护、双套后备保护的各种接线方式的变保护、双套后备保护的各种接线方式的变

7、压器。压器。iPACS-5941iPACS-5941变压器成套保护装置变压器成套保护装置 概述概述 总体方案与关键技术总体方案与关键技术 试验与运行试验与运行总体方案及关键技术总体方案及关键技术 简约、可靠的硬件方案简约、可靠的硬件方案 保护配置、原理和特点保护配置、原理和特点 辅助功能辅助功能天津地区220kV-1版本背部端子图简约、可靠的硬件方案简约、可靠的硬件方案采用了大容量内存的高速DSP，硬件设计更加精细、简约、可靠，冗余度高。装置采用整体面板、全封闭机箱，取消传统背板配线方式 ，强弱电完全分开，电磁兼容能力强；功能模块图功能模块图 硬件特点硬件特点 电压、电流信号经电压、电流信号经

8、TVTV、TATA转换成电压小信号，经转换成电压小信号，经两路独立的低通滤波、两路独立的低通滤波、ADAD转换，分别提供给起动转换，分别提供给起动DSPDSP和保护和保护DSPDSP。保护。保护DSPDSP进行保护相关的所有计算进行保护相关的所有计算、逻辑判别和出口跳闸。启动、逻辑判别和出口跳闸。启动DSPDSP判断保护启动后判断保护启动后，只是开放出口正电源，同时完成事件记录、录，只是开放出口正电源，同时完成事件记录、录波等功能。波等功能。 两片两片DSPDSP的数据采样系统完全独立，出口正电源和的数据采样系统完全独立，出口正电源和保护动作继电器构成与门输出，能防止器件损坏保护动作继电器构成

9、与门输出，能防止器件损坏引起的保护误动。引起的保护误动。硬件特点硬件特点 两片两片DSPDSP之间直接通过高速同步串口实时之间直接通过高速同步串口实时进行采样数据交换。将对方的采用数据进行采样数据交换。将对方的采用数据和本和本DSPDSP的采样数据进行实时比较，以监的采样数据进行实时比较，以监视采样回路是否异常；视采样回路是否异常；硬件特点硬件特点 ARMARM负责调试、通讯、打印等功能。后台负责调试、通讯、打印等功能。后台调试软件通过网络或串口同调试软件通过网络或串口同ARMARM通信，对通信，对两片两片DSPDSP的所有调试命令，包括数据区的的所有调试命令，包括数据区的读写，程序下载，均通

10、过读写，程序下载，均通过ARMARM转发完成。转发完成。 ARMARM属于通信板，只是通过两个高速串口属于通信板，只是通过两个高速串口分别和启动、保护分别和启动、保护DSPDSP相连。相连。装置的总体方案及关键技术装置的总体方案及关键技术 设计简洁、可靠的硬件方案 保护配置、原理和特点 辅助功能一台一台iPACS-5941变压器保护包括一台主变所需的全变压器保护包括一台主变所需的全部电量保护，主保护和后备保护共用一组部电量保护，主保护和后备保护共用一组TA。这些保护。这些保护包括：包括：主保护：主保护：比例差动比例差动差动速断差动速断后备保护：后备保护：复合电压闭锁方向过流复合电压闭锁方向过流

11、零序方向过流零序方向过流零序过压零序过压间隙零序过流间隙零序过流接地变保护接地变保护后备保护可以根据需要灵活定制。后备保护可以根据需要灵活定制。保护配置保护配置 1起动DSP在有起动元件起动后开放跳闸回路正电源 2保护DSP只有在相应的起动元件起动后，才进入相应的故障处理程序装置起动元件装置起动元件相应的保护有相应的起动元件 差流起动 相电流起动 零序电流起动 零序电压起动 间隙零序电流起动起动元件 过负荷报警 起动冷却器 过载闭锁有载调压 零序电压报警 差流异常报警 TA异常报警和TV异常报警异常告警功能异常告警功能变压器保护原理变压器保护原理TA 接线方法接线方法变压器各侧电流互感器采用星

12、形接线，二变压器各侧电流互感器采用星形接线，二次电流直接接入本装置，均以母线侧为极次电流直接接入本装置，均以母线侧为极性端。以母线指向变压器为正方向指向。性端。以母线指向变压器为正方向指向。变压器保护原理变压器保护原理 变压器主保护变压器主保护 变压器后备保护变压器后备保护变压器主保护变压器主保护 差动速断保护差动速断保护 比例差动保护比例差动保护相位补偿方法对对Y/Y/-1-1或或Y/Y/-11-11接线变压器相位补接线变压器相位补偿方法采用偿方法采用Y Y的补偿方法。其原理是的补偿方法。其原理是Y/Y/接线变压器由于侧接线作了一个顺接线变压器由于侧接线作了一个顺相序或逆相序的两相电流相减导

13、致两侧电相序或逆相序的两相电流相减导致两侧电流产生相位差。因此设法把流产生相位差。因此设法把Y Y侧电流也作一侧电流也作一个相应的两相电流之差，就可实现相位补个相应的两相电流之差，就可实现相位补偿。在模拟型保护中是将偿。在模拟型保护中是将Y Y侧侧TATA接成接线接成接线实现电流相减的。而在微机保护中是在软实现电流相减的。而在微机保护中是在软件中实现电流相减件中实现电流相减相位补偿方法 由由Y 相位补偿方法：在软件中将相位补偿方法：在软件中将Y侧电侧电流做一个相应的的两相电流之差。流做一个相应的的两相电流之差。 Y/-11 Y侧侧 Y/-1 Y侧侧 3/)(3/)(3/)(YaYcYCYcYb

14、YBYbYaYAIIIIIIIII3/)(3/)(3/)(YbYcYCYaYbYBYcYaYAIIIIIIIII平衡系数的计算 1. 计算变压器各侧一次额定电流：计算变压器各侧一次额定电流：式中：式中：Sn为变压器高压额定容量，为变压器高压额定容量，U1n为变为变压器计算侧额定电压应以变压器铭牌电压器计算侧额定电压应以变压器铭牌电压为准）。压为准）。nnnUSI113nnnUSI113平衡系数的计算 nnnUSI1132 .计算变压器各侧二次额定电流：LHnnnII12式中 I1n为变压器计算侧一次额定电流 nLH为变压器计算侧TA变比 平衡系数的计算 nnnUSI113 3.计算变压器各侧平

15、衡系数：式中 I1n为变压器计算侧一次额定电流 nLH 为变压器计算侧TA变比 nLHHHnnHphHSnUIK1231 nLHMMnnMphMSnUIK1231nLHLLnnLphLSnUIK1231平衡系数的计算 装置平衡系数计算方法nnLLnphLSTAUK/311nnMMnphMSTAUK/311nnHHnphHSTAUK/311差动速断保护差动速断保护当任一相差动电流大于差动速断整当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作跳开变压器各侧开关。定值时瞬时动作跳开变压器各侧开关。 IdIset T0使用半波积分算法加快动作速度，使用半波积分算法加快动作速度，同时防止在故障电流很大，互感

16、器严重同时防止在故障电流很大，互感器严重饱和时，傅里叶积分计算幅值的不准确饱和时，傅里叶积分计算幅值的不准确造成的影响。造成的影响。比例差动保护需要解决的主要问题比例差动保护需要解决的主要问题 为提高小匝间短路时差动保护的灵敏度比率制动特性中的起动电流整定得较小时例如整定为0.30.5倍的额定电流），区外故障可能导致的差动误动作。 变压器的励磁涌流将可能导致差动保护的误动。 和应涌流的影响。 在区外短路或短路切除的恢复过程中由于恢复性涌流和TA饱和的叠加而造成保护的误动。变压器差动保护需要解决的主要问题变压器差动保护需要解决的主要问题dIrIcdqdI无制动起动电流 整定较小，如(0.30.5

17、)倍的额定电流。动作特性的初始部份无制动特性 运行实践证明这样的差动保护往往在区外短路或短路切除的恢复过程中由于各侧电流互感器暂态或稳态特性不一致或者二次回路时间常数的差异或者电流互感器饱和造成保护的误动。 cdqdI比例差动保护比例差动保护miidmiirercdqdeeberderecdqdeerbdercdqdrdIIIIIIIIIKIIIIIIIIIIKIIIIII11112161 . 05 . 5675. 065 . 01 . 05 . 05 . 02 . 0ereerdIIIIII8 . 02 . 18 . 0 6 . 0iPACS-5941变压器保护变压器保护比率差动继电器的动作

18、特性比率差动继电器的动作特性变压器保护用变压器保护用TA及对差动保护的影响及对差动保护的影响差动保护动作速度快2030ms），变压器各侧电流互感器在传变电流时的暂态特性应尽可能的一致,以免出现过大的暂态不平衡电流，造成差动保护误动。目前，220Kv系统中大量使用P级电流互感器，500KV系统使用带暂态特性的TP型电流互感器T暂态，P维护）。TP型电流互感器有四种型号：有闭路铁心的TPS和TPX，有气隙铁心的TPZ和TPY；TPS型为底漏磁，其误差由励磁特性和匝数比偏差来确定，剩磁不限；TPX型在规定条件下峰值误差不超过10%，剩磁不限。铁心气隙对电流互感器的影响 1、铁心气隙对暂态性能的影响

19、(1)加长电流互感器到达饱和的时间。 (2)电流互感器励磁电抗显著减小，空载电流互感器的电流汲出效应严重，增大了差动保护的不平衡电流，相应地降低了该保护的灵敏度； (3)铁芯气隙使剩磁大大减小，因此在切除短路后电流互感器铁芯磁通由短路状态的很高值逐渐下降到很低的剩磁值使二次电流继续存在(残余电流)较长时间，这容易引起灵保护误动作。电流互感器的暂态饱和对差动保护的影响保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的合误差不超出规定值。对于有铁芯的电流互感器，形成误差的最主要因数是铁芯的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为：稳态饱和：大容量短路稳态对称电流引起的饱和；暂态饱和：短路电

20、流中含有非周期分量和铁芯存在剩磁而引起的饱和。两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。电流互感器的暂态饱和对差动保护的影响保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的合误差不超出规定值。对于有铁芯的电流互感器，形成误差的最主要因数是铁芯的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为：稳态饱和：大容量短路稳态对称电流引起的饱和；暂态饱和：短路电流中含有非周期分量和铁芯存在剩磁而引起的饱和。两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。TA稳态饱和当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁芯将开始出现饱和其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大

21、体对称，畸变开始时间小于5ms1/4周波），二次电流有效值将低于未饱和的情况。对于反映电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使灵敏度降低，对于差动保护差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。TA稳态饱和特性TA参数1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为5P20，30VA，5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限制系数(ALF)，电流互感器在额定负荷下，二次极限电动势下，此时综合误差应不超过5%，综合误差也可适用10%（10P当前工程中，经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。TA暂态饱和短路电流一般含有非周期分量，这将使电流互感器

22、的变特性严重恶化，原因是电流互感器的励磁特性是按工频设计。在变单效频率很低的非周期分量时，铁芯的磁通励磁电流需要大大增加。是否考虑短路电流的暂态过程，电流互感器分为P和TP类，P类电流互感器要求AC情况下不饱和纯交流而TP类电流互感器要求整个工作情况下的总磁通=AC+DC不饱和，因此要求TP类的铁芯远大于P类。TA暂态饱和为了减缓暂态饱和对保护的影响，需要采取必要的措施。这种措施有两类:一、保护装置具备减缓饱和影响的能力二、选择适当的电流互感器类型和参数。TA暂态饱和针对TA饱和问题，国内外提出一些判别TA饱和的方法：采用附加额外电路来检测TA饱和；提高定值，降低保护动作灵敏度；利用TA饱和时

23、电流波型中谐波含量高、波形明显不对称等特征；异步法：TA饱和时，差动电流比制动电流落后；利用电压与差电流的变化不同步； TA饱和判别饱和判别采用浮动门槛差动制动电流，有效保采用浮动门槛差动制动电流，有效保证差动保护的速动性和抗饱和能力。证差动保护的速动性和抗饱和能力。通过高值比率差动避免区内故障通过高值比率差动避免区内故障TA饱饱和时的误闭锁比例差动。和时的误闭锁比例差动。strdstxbndIKIIKI13122*涌流判别 谐波判别励磁涌流二次、三次谐波） 波形识别判别励磁涌流波形对称和谐波判别的综合）某侧电流同时满足下列条件认为是瞬时TA断线：只有一相电流为零；其它二相电流与起动前电流相等

24、；可通过整定控制字“TA断线闭锁差动选择瞬时TA断线判别动作后只发报警信号或发报警信号同时闭锁比例差动保护。瞬时瞬时TA断线报警和闭锁差动功能断线报警和闭锁差动功能瞬时TA断线报警在故障测量程序中进行，本装置的TA断线判别是基于以下假设的：TA断线不是多相同时发生的；TA断线与故障不是同时发生的;满足下述任一条件不进行瞬时TA断线判别：起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧TA断线判别；起动后任一侧最大相电流大于1.2Ie；起动后任一侧电流比起动前增加；任一侧负序相电压大于6V在该侧TV不断线的情况下）。！为防止瞬时TA断线误闭锁比例差动保护元件，只有在比率差动元件进入动作区后才进行

25、瞬时TA断线判别瞬时瞬时TA断线报警和闭锁差动功能断线报警和闭锁差动功能当满足以下两个条件中的任一条件，且时间超过10秒时发出TA异常告警信号任一相差流大于Ibj整定值；di2+dimax； 其中： di2为差流的负序电流 dimax为三相差流的最大值为固定门槛值 为比例系数带有比率制动的TA异常判别，可以有效的提高变压器正常运行TA异常时的报警灵敏度带比例制动特性的带比例制动特性的TA异常判别异常判别差动保护的动作逻辑差动保护的动作逻辑 变压器保护原理变压器保护原理 变压器主保护变压器主保护 变压器后备保护变压器后备保护后备保护后备保护复合电压闭锁方向过流采用正序电压复合电压闭锁方向过流采用

26、正序电压极化，带有记忆电压功能）极化，带有记忆电压功能） 零序方向过流保护零序方向过流保护 （方向元件采用自产（方向元件采用自产零序电压，零序电流可通过控制字选零序电压，零序电流可通过控制字选择自产或外接）择自产或外接）间隙过流、零序过压保护间隙过流、零序过压保护Z变保护过流和零序过流）变保护过流和零序过流）各保护出口均采用跳闸矩阵的方式，可各保护出口均采用跳闸矩阵的方式，可灵活配置。灵活配置。 复合电压闭锁方向过流: 复压方向过流保护主要作为变压器相间故障的后备保护，过流元件受投x侧后备保护压板的投退控制。通过整定控制字可选择各段过流是否经过复合电压闭锁，是否经过方向闭锁，是否投入。 复合电

27、压闭锁方向过流:方向元件:方向元件采用正序电压极化，并带有记忆，近处三相短路时方向元件无死区。TA接线方式为零度接线方式，接入装置的TA极性的正极性端应在母线侧。方向指向系统，灵敏角为225,方向指向变压器，灵敏角为45 复合电压闭锁方向过流:方向元件的动作特性 :a)方向指向变压器方向指向变压器 b)方向指向母线方向指向母线 复合电压闭锁方向过流:复合电压元件 :复合电压闭锁开放条件是指满足故障时相间电压低或负序电压高。 复合电压闭锁方向过流:复合电压元件 :国家电网公司标准化版本和天津地区各个保护程序规定 220kV和110kV侧复压元件默认可经变压器所有投入运行的各侧的复压元件开放，35

28、kV侧和10kV侧复压元件仅仅可根据本侧或本分支复压元件开放 复合电压闭锁方向过流:TV异常对复合电压元件、方向元件的影响：当判断出x侧TV异常报警时，x侧复压过流方向元件默认为满足条件当判断出x侧TV异常报警时，x侧复合电压元件退出判别，默认为不满足，但x侧复压过流元件的复合电压开放由前述的复压过流元件的复压经其他侧复压闭锁开放原则进行开放。当与变压器x侧复压闭锁开放相关各侧中处于运行状态（“投x侧电压压板处于投入状态的各侧电压均TV异常报警时，装置将默认x侧的复合电压闭锁方向过流保护变为纯过流保护，不再经复压和方向闭锁； 复合电压闭锁方向过流:“投x侧电压压板投退对复合电压闭锁元件以及方向

29、判别元件的影响 ：某侧的“投x侧电压压板退出时x侧自身的复合电压元件不再判别，不能启动开放元件，但是该侧复合电压闭锁方向过流保护可经过其它侧复合电压闭锁元件开放；x侧复合电压过流保护自动解除方向元件，默认方向元件始终满足；x侧复合电压动作功能解除，该侧的复压不再判别；！当与某侧复压开放相关的所有侧均处于“投x侧电压压板退出状态时，则该侧的复压闭锁方向过流元件中的复压闭锁条件将默认为满足，复压过流元件自动变为纯过流元件。； （以上处理原则与国家电网公司标准化规定的默认原则以及天津地区标准化规定一致）复合电压闭锁方向过流:&=1&=1方向闭锁开放&=1复合电压闭锁开放=1&

30、amp;=1&=1tx侧电压投入硬压板投入x侧电压投入软压板投入线电压低元件负序电压高元件TV断线判别元件其它相关侧复合电压起动元件过流保护经其它侧复压起动投入方向判别TV断线判别元件x侧电压投入硬压板投入x侧电压投入软压板投入过流保护经方向闭锁投入过流元件x侧复合电压元件起动=1过流保护经复合电压闭锁投入投X侧后备保护硬压板投入投X侧后备保护软压板投入过流保护起动元件过流保护跳闸其他相关侧均TV断线投x侧后备保护硬压板投入投x侧后备保护软压板投入元件控制字投入复合电压闭锁方向过流逻辑框图复合电压闭锁方向过流逻辑框图 零序方向过流:零序过流保护，主要作为变压器中性点接地运行时接地故障的

31、后备保护，保护元件受“投x侧后备保护压板的投退控制。 可选择使用外接中性点零序电流还是自产零序电流进行过流判别.零序方向判别固定使用自产零序和自产零序电压判别.使用自产零序电流时可根据需要选择是否经过自产零序电压闭锁.零序方向过流:方向元件:判别零序电流方向固定使用自产零序电压和自产零序电流。方向指向系统，灵敏角为75,方向指向变压器，灵敏角为255 零序方向过流:方向元件的动作特性 :a)方向指向母线方向指向母线 b)方向指向变压器方向指向变压器 lm=75lm=255I0I0零序方向过流:零序电压闭锁 :为防止误动,可选择经零序电压闭锁,即零序过流同时,需要满足零序电压高于一定的门槛。 零

32、序方向过流:TV断线对零序方向过流元件的影响：当装置判断出某侧TV异常时，默认该侧零序方向元件满足条件，默认该侧对应的零序过流元件的经零压闭锁功能自动解除，零序方向闭锁零序过流保护就变为纯零序过流保护。零序方向过流:“投x侧电压压板退出对零序方向过流元件的影响： 1. x侧零序过流保护自动解除方向元件，默认零序方向元件始终满足；2. x侧零序过流保护经零序电压闭锁开放功能自动解除，默认该侧的零压闭锁开放条件始终满足；零序方向过流:天津地区版本零序方向过流逻辑框图天津地区版本零序方向过流逻辑框图 &=1&=1零序方向元件&零序方向判别TV断线判别元件投x侧后备保护软压板投

33、入零序过流保护起动元件投x侧后备保护硬压板投入零序过流元件&x侧电压投入硬压板投入x侧电压投入软压板投入=1零序过流保护经方向闭锁投入零序方向过流保护跳闸t自产零序电压3U05V零流x段使用中性点电流=1元件控制字投入TV断线闭锁零序方向&零序方向过流:国家电网标准版本零序方向过流逻辑框图国家电网标准版本零序方向过流逻辑框图 &=1&=1零序方向元件&零序方向判别TV断线判别元件投x侧后备保护软压板投入零序过流保护起动元件投x侧后备保护硬压板投入零序过流元件&x侧电压投入硬压板投入x侧电压投入软压板投入=1零序过流保护经方向闭锁投入零序方向过流保

34、护跳闸t元件控制字投入不接地零序保护变压器中性点经间隙接地运行时的接变压器中性点经间隙接地运行时的接地故障后备保护地故障后备保护间隙零序过流保护间隙零序过流保护零序过压保护零序过压保护两个元件独立。天津地区规定间隙过两个元件独立。天津地区规定间隙过流独立判别，不与零序过压相或，国家电流独立判别，不与零序过压相或，国家电网标准版本规定间隙零序过流为间隙过流网标准版本规定间隙零序过流为间隙过流与零序过压或门判别。与零序过压或门判别。不接地零序保护“投投x侧电压压板投退对零序过压元件的影响侧电压压板投退对零序过压元件的影响： 零序过压保护元件功能自动退出。零序过压保护元件功能自动退出。TV断线对间隙

35、零序过流零序过压元件的影响：断线对间隙零序过流零序过压元件的影响：当装置判断出某侧当装置判断出某侧TV异常时，该侧零序过压元异常时，该侧零序过压元件和间隙零序过流元件不受影响。件和间隙零序过流元件不受影响。变压器低压侧经接地变接地后的接地变保护接地变接地变Z变维护：变维护：过流保护过流保护零序过流保护零序过流保护过流保护如果过流保护如果TA外部为外部为Y接线，则装置接线，则装置内部必须滤除零序分量后再进行过流判别内部必须滤除零序分量后再进行过流判别，以防止零序电流过大引起误动作。，以防止零序电流过大引起误动作。TV断线异常判别 装置对接入装置的各侧电压均设有TV断线判别功能，其判据如下：(1)

36、、正序电压小于30V，且任一相电流大于0.03In；(2)、负序电压大于8V。满足上述任一条件，且无保护元件起动，延时10秒报该侧TV断线异常，并发出报警信号，待电压恢复正常后延时1秒自动恢复正常，解除报警。 当某侧投x侧电压压板退出时，该侧TV断线异常判别功能自动解除。 TA异常判别 装置设有TA异常判别功能，其判据为：当负序电流I2大于0.06In后延时10秒报该侧TA异常，同时发出报警信号，待电流恢复正常后延时1秒自动恢复正常。 过负荷报警 本保护反应变压器的负荷情况，监测变压器各侧三相电流。 动作判据为：Imax Igfh；T5S其中: Imax 为变压器各侧三相电流最大值； 对于中压

37、侧或者低压侧如果为双分支，则对应的过负荷使用该侧两个分支电流的和电流进行过负荷报警判别。过负荷报警有单独的报警输出接点过负荷闭锁调压元件 本保护反应变压器的负荷情况，仅监测变压器高压侧三相电流。 动作判据为：ImaxhITY；其中: Imaxh 为变压器高压侧三相电流最大值；ITY 为变压器过负荷闭锁调压元件电流定值。过载闭锁调压动作后出一付常开接点、一付常闭接点。 零序过压报警 变压器低压侧低压侧和低二侧设置有零序过压报警功能，监测低压侧零序电压状况。动作判据为：3U015V T0.2S其中: 3U0为对应侧的自产3U0；复压动作 装置设有专门一副复压动作接点，用于输出装置复压判别总的动作结

38、果。当变压器任意一侧的复压元件动作后，该副接点即闭合输出，供其他装置用于解除复压闭锁 。高压侧断路器失灵保护：国家电网公司标准化版本规定装置须设置有高压侧断路器失灵保护，天津地区版本无此要求。保护受“投高压侧后备软压板、硬压板和“高压侧断路器失灵保护控制字的共同控制，以上控制开关均投入时，失灵保护投入。失灵保护判据如下：高压侧断路器失灵保护动作接点闭合(Imaxh1.1Ieh)或 (3I0h 0.08In)或(3I2h0.08In)同时满足条件1和条件2时间T50ms同时满足以上条件，高压侧断路器失灵保护动作，跳变压器各侧断路器。上述判据中Imaxh为高压侧三相最大相电流，Ieh为变压器高压侧

39、额定电流二次值），I0h为高压侧自产零序电流，I2h为高压侧负序电流，In为高压侧CT额定二次值。Z变后备保护 ：为防止当Z型变相间保护电流互感器Y接线，且线路发生接地故障时，Z型变相间保护可能发生误动，Z变速断、过流保护使用的电流均为滤掉零序电流分量后的电流幅值。Z变后备保护设置相电流过流速断、1段1延时相电流过流和外接零序过流三种保护。保护元件受“投入Z变后备保护压板的投退控制。变压器低压侧经Z变接地后引起的新问题：低压侧绕组为接线，正常情况应无零序电流流过TA，但接地变引入后，如果接地变在低压侧TA内，则正常运行时如果发生区外故障，则低压侧TA会流过零序电流，如果差动定值整定较小，在零序

40、电流较大时，可能引起误动。Z变保护的外接零序电流保护1时限动作跳分段，低压侧双分支时需要同时跳两个分支的分段，可改进现有跳闸方案。电抗器后备保护 ：天津地区标准化版本220kV-2版本具有此功能：电抗器保护使用电抗器前TA ，保护元件受“投电抗器后备保护软压板、硬压板的对应的控制字的投退控制 跳闸控制字 装置主保护和各侧后备保护中的各段各时限保护跳闸方式采用跳闸控制字整定方式，即何保护动作后跳何开关可以按需要自由整定。不同型号的装置，跳闸控制字的各位所表示的功能定义也不同 跳闸控制字 iPACS-5941跳闸控制字的定义如下：跳闸控制字的定义如下：整定方法：在保护元件所对应的跳闸矩阵定值中，把

41、该元件动整定方法：在保护元件所对应的跳闸矩阵定值中，把该元件动作后所需跳开关位置为作后所需跳开关位置为1，其它位置为，其它位置为0，则可得到该元，则可得到该元件的跳闸方式。件的跳闸方式。例如：若高压侧后备保护过流例如：若高压侧后备保护过流I段第一时限整定为跳高压侧母联段第一时限整定为跳高压侧母联开关，则在其对应的跳闸控制字的第开关，则在其对应的跳闸控制字的第5位填位填1，其它位填，其它位填0。这样得到该元件的一个十六进制跳闸控制字为：。这样得到该元件的一个十六进制跳闸控制字为：0020H。位位1514131211109876543210功功 能能未定义未定义未定义未定义未定义闭锁备投跳低二侧分

42、段跳低压侧分段跳中二侧分段跳中压侧分段跳高压侧母联跳低二侧开关跳低压侧开关跳中二侧开关跳中压侧开关跳高压侧开关装置闭锁与报警 （1当检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁信号，BSJ继电器返回，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM异常、程序存储器出错、EEPROM出错、定值无效、光藕失正电报警、跳闸出口异常。（2当检测到装置长期起动、TA断线、TV断线时，过负荷元件动作，零序过压报警元件动作，则BJJ继电器动作，发出装置报警信号。金智科技一体化变压器保护已有版本国家电网公司220kV标准版本天津220kV-1标准版本型号为5941）天津220kV-1标准版本型号为5941）天津220kV-2标准

43、版本型号为5941）天津110kV-1标准版本型号为5741A）天津110kV-2标准版本型号为5741A）天津35kV-1标准版本型号为5741A）山西电网110kV标准版本国网220kV标准版本功能配置表表1 1 国家电网国家电网220kV220kV主变保护功能主变保护功能220/110/35220/110/35带电抗器带电抗器 四侧四侧保护类型段数每段时限数备注主保护差动速断比例差动两种励磁涌流闭锁方式任选220kV侧 高压侧复压闭锁方向过流12过流I段：经复压和方向闭锁，方向可整定 复压闭锁过流11过流II段：经复压闭锁，无方向 零序方向过流12零流I段：经方向闭锁，幅值用自产零流判别

44、，方向可整定方向元件判别用自产零序电压和自产零流 零序过流11零流II段：用外接中性点零流判别，无方向。 间隙零序过流11间隙保护：分别用中性点间隙专用CT电流和PT开口三角电压判别 零序过压11 过负荷11 启动冷却器11 闭锁有载调压11 中压侧复压闭锁方向过流1312时限经复压闭锁和方向闭锁 ，方向可整定。第3时限经复压闭锁，无方向。限时过流速断11零序方向过流12零流I段：经方向闭锁，用自产零流判别，方向可整定方向元件判别用自产零序电压和自产零流零序过流11零流II段：用外接中性点零流判别，无方向。间隙零序过流13间隙保护：分别用中性点间隙专用CT电流和PT开口三角电压判别零序过压13

45、过负荷11一分支 低压侧复压闭锁过流13经复合电压闭锁过流保护11过负荷11当存在低二侧时，使用低压侧和低二侧的和电流进行过负荷判别二分支低二侧复压闭锁过流13可经复合电压闭锁过流保护11电抗器复压闭锁过流12使用电抗器前TA电流判别过流，可经复合电压闭锁复压闭锁使用低压侧和低二侧复压判别结果相或的结果。天津地区220kV变压器保护版本规定： 220kV变压器保护采用两个版本，一个版本用于220/110/35kV四侧），一个版本用于220/35/10kV五侧）。220kV侧不考虑桥接线；220/110/35kV变压器版本只考虑35kV侧双分支接线，不考虑Z型变保护和电抗器保护，如有电抗器，再定

46、制电抗器保护；220/110/10kV为特殊变压器，需要定制。天津220kV-1标准版本功能配置类类别别保护类型保护类型保护配置保护配置备注备注主保护差动速断保护差动保护1两种励磁涌流判别方式任选其一差动保护2高压侧后备保护复合电压闭锁（方向）过流保护2/I复合电压固定投入，方向均可投退，方向指向可选择复合电压闭锁过流保护2/I不带方向，复合电压固定投入（零压闭锁）零序（方向）过流保护2/I方向可投退，指向可选择，零流取外接或自产可选，当选择取自产零流时，是否经零压闭锁可选，零压闭锁定值固定取5V；（零压闭锁）零序过流保护2/I不带方向，零流取外接或自产可选，当选择取自产零流时，是否经零压闭锁

47、可选，零压闭锁定值固定取5V；间隙过流保护3/I零序过压保护3/I过负荷1/I告警，只判一相或三相中最大值启动风冷1/I只判一相或取三相中最大值闭锁调压1/I只判一相或取三相中最大值中压侧后备保护中压侧复合电压闭锁（方向）过流保护2/I复合电压固定投入，方向均可投退，方向可选择复合电压闭锁过流保护2/I不带方向，复合电压固定投入零序（方向）过流保护2/I方向可投退，指向可选择，零流取外接或自产可选当选择取自产零流时，是否经零压闭锁可选，零压闭锁定值固定取5V；零序过流保护2/I不带方向，零流取外接。间隙过流保护3/I零序过压保护3/I过负荷1/I同高压侧低压侧后备保护低压侧时限速断保护1/I复

48、合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，不带方向，复压固定取本侧自产零序过流保护2/I取自产 外接零序过流保护3/I不带方向，零流取外接。过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低2侧时限速断保护1/I复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，不带方向，复压固定取本侧自产零序过流保护2/I取自产 零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入表表1 1 天津电网天津电网220kV220kV主变保护功能主变保护功能220/110/35220/110/35无电抗器无电抗器 四侧四侧天津220kV-2标准版本功能配置表表2 2 天津电网

49、天津电网220kV220kV主变保护功能配置表主变保护功能配置表220/35/10220/35/10） 五侧五侧类别类别保护类型保护类型保护配置保护配置备注备注主保护差动速断保护差动保护1两种励磁涌流判别方式任选其一差动保护2高压侧后备保护复合电压闭锁过流保护2/I不带方向，复合电压固定投入（零压闭锁）零序（方向）过流保护2/I方向可投退，指向可选择，零流取外接或自产可选当选择取自产零流时，是否经零压闭锁可选，零压闭锁定值固定取5V；（零压闭锁）零序过流保护2/I不带方向，零流取外接或自产可选，当选择取自产零流时，是否经零压闭锁可选，零压闭锁定值固定取5V；间隙过流保护3/I取自专用间隙TA电

50、流零序过压保护3/I过负荷1/I告警，只判一相或取三相中最大值启动风冷1/I只判一相或取三相中最大值闭锁调压1/I只判一相或取三相中最大值中压侧后备保护中压侧复合电压闭锁过流保护2/I不带方向，复合电压固定投入自产零序过流保护2/I不带方向，零流取自产外接零序过流保护3/I不带方向，零流取外接过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警中2侧复合电压闭锁过流保护2/I不带方向，复合电压固定投入自产零序过流保护2/I不带方向，取自产 零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低压侧后备保护低压侧时限速断保护1/I复合电压闭锁过流保护2/I复合电压

51、固定投入，不带方向，复压固定取本侧自产零序过流保护2/I取自产 过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低2侧时限速断保护1/I复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，不带方向，复压固定取本侧自产零序过流保护2/I取自产 零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入电抗器后备保护电抗器电流保护1/I电流固定取电抗器前TA电流Z变保 护速断保护1/I延时固定为0s过流保护1/I外接零序过流保护3/I取外接 天津地区110kV及以下变压器保护版本规定：110kV及以下电压等级变压器保护考虑三个软件版本，分别为110kV-1，110k

52、V-2和35kV版本。110kV-1版本适用于110kV电压等级的变压器，如最终规模的两台变内桥接线、三个单母线接线的110kV变电站；110kV-2版本适用于内桥线变组接线的110kV变电站，其中#1、#2变组成内桥接线，且#2变的35kV、10kV侧均为双分支，35kV、10kV为消弧线圈接地或不接地系统；35kV版本适用于35kV电压等级的各种接线方式的变压器，如内桥、3个单母线、单母线分段等接线。110kV-1版本要求保护装置最大配置为五侧差动、五侧后备保护和Z型变保护，对应的保护配置见表3；110kV-2版本要求保护装置最大配置为六侧差动、五侧后备保护，对应的保护配置见表4；35kV

53、版本要求保护装置最大配置为三侧差动、三侧后备保护及Z型变保护，对应的保护配置见表5。天津110kV-1标准版本功能配置表表3 110kV-1版本保护配置表版本保护配置表类别类别保护类型保护类型保护配置保护配置备备 注注跳闸跳闸 主保护差动速断保护跳总出口差动保护1两种励磁涌流判别方式任选其一跳总出口差动保护2高压侧后备保护复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取各侧电压跳总出口零序过流保护3/I取110kV变压器中性点 跳总出口间隙零流保护3/I取自专用间隙TA电流跳总出口零序过压保护3/I固定取外接 跳总出口过负荷1/I告警，只判一相或取三相中最大值信号启动风冷1/I只判一相或取三

54、相中最大值闭锁调压1/I只判一相或取三相中最大值中压侧后备保护中压侧复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，固定取本侧电压t1跳分段, t2跳本侧自产零序过流保护2/I固定取自产 （35kV受总TA）t1跳分段, t2跳本侧外接零序过流保护3/I固定取小电阻中性点 t1跳分段, t2跳本侧，t3跳各侧过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入中2侧复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，固定取本侧电压t1跳分段, t2跳本侧自产零序过流保护2/I固定取自产 （35kV受总TA）t1跳分段, t2跳本侧零压告警保护1/I固定取自产 ，

55、用于告警，固定投入 低压侧后备保护低压侧复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧自产零序过流保护1/I固定取自产 （10kV受总TA）跳本侧过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低2侧复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧自产零序过流保护1/I固定取自产 （10kV受总TA）跳本侧零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入Z 变保 护电流速断保护1/I延时固定为0s跳总出口过流保护1/I跳总出口外接零序过流保护3/I固定取取外接 t

56、1跳分段, t2跳本侧，t3跳总出口03I03U03I03I03U03I03U03I03U03I03U03I天津110kV-2标准版本功能配置表表4 110kV-2版本保护配置表版本保护配置表03I03U03I03I03U03I03U03I03U03I03U03I类别类别保护类型保护类型保护配置保护配置备备 注注跳跳 闸闸主保护差动速断保护跳总出口差动保护1两种励磁涌流判别方式任选其一跳总出口差动保护2高压侧后备保护复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取各侧电压跳总出口零序过流保护3/I取110kV变压器中性点 跳总出口间隙零流保护3/I取专用间隙TA电流跳总出口零序过压保护3/I

57、固定取外接 跳总出口过负荷1/I告警，只判一相或取三相中最大值信号启动风冷1/I只判一相或取三相中最大值闭锁调压1/I只判一相或取三相中最大值中压侧后备保护中压侧复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，固定取本侧电压t1跳分段, t2跳本侧过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别信号零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入中2侧复合电压闭锁过流保护2/I复合电压固定投入，固定取本侧电压t1跳分段, t2跳本侧零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低压侧后备保护低压侧复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧过负荷1/

58、I同高压侧，当2分支时，取和电流判别信号零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低2侧复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入03I03U03U03U03U03U天津35kV-1标准版本功能配置表表5 35kV-1版本保护配置表版本保护配置表03I03U03I03I03U03I03U03I03U03I03U03I03I03U03U03U03U03U类别类别保护类型保护类型保护配置保护配置备备 注注跳闸跳闸主保护差动速断保护跳总出口差动保护1两种励磁涌流判别方式任选其一跳总出口差动保护2高

59、压侧后备保护复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取低压侧电压跳总出口自产零序过流保护1/I固定取自产 （35kV受总TA）跳总出口过负荷1/I告警，只判一相或取三相中最大值信号启动风冷1/I只判一相或取三相中最大值闭锁调压1/I只判一相或取三相中最大值零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低压侧后备保护低压侧复合电压闭锁过流保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧自产零序过流保护1/I固定取自产 （10kV受总TA）跳本侧过负荷1/I同高压侧，当2分支时，取和电流判别零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入低2侧复合电压闭锁过流

60、保护1/I复合电压固定投入，固定取本侧电压跳本侧时限速断保护1/I跳本侧自产零序过流保护1/I固定取自产 （10kV受总TA）跳本侧零压告警保护1/I固定取自产 ，用于告警，固定投入Z变保护速断保护1/I延时固定为0s跳总出口过流保护1/I跳总出口外接零序过流保护3/I取外接 t1跳分段, t2跳本侧，t3跳总出口03I03U03I03U03I03U03I山西110kV标准版本功能配置03I03U03I03I03U03I03U03I03U03I03U03I03I03U03U03U03U03U03I03U03I03U03I03U03I类别类别保护类型保护类型保护配置保护配置时限数时限数/段数段数备备 注注主保护差动速断比例差动两种励磁涌流判别方式任选其一110kV高压侧后备保护复合电压闭锁方向过